抖动诊断突破:发现重塑2025–2030年汽车工程的游戏规则改变者

21 5 月 2025
Judder Diagnostics Breakthroughs: Discover the Game-Changers Reshaping Automotive Engineering in 2025–2030

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执行摘要:2025 年的抖动诊断市场一览

汽车工程中的抖动诊断市场正在经历重大转型,因为行业在 2025 年拥抱电气化、数字化和先进的诊断工具。抖动——在制动或加速过程中出现的可感知振动——仍然是制造商关注的重点,因为它直接影响安全、舒适性和客户满意度。在 2025 年,汽车 OEM 和供应商正在利用硬件升级、增强的传感器技术和 AI 驱动的分析来改善抖动现象的检测和解决。

电动车(EV)的转型带来了新的抖动挑战,特别是与再生制动系统和新型动力总成配置相关的挑战。市场领导者如 博世移动大陆汽车 已通过专门的诊断模块和软件套件作出响应,这些模块和套件能够在传统和电气平台上隔离抖动事件。这些解决方案集成了高分辨率加速度计、车轮速度传感器和先进的信号处理算法,使得实时分析和更快故障排除成为可能。

汽车工程团队越来越依赖基于云的诊断平台和无线(OTA)更新功能。例如,ZF 集团万孚国际 正在推出远程监控解决方案,通过收集和分析车辆数据,主动识别抖动问题,从而在这些问题升级为保修索赔或召回之前解决。机器学习模型的采用也在加速,这些模型用于对振动特征进行分类并将其与根本原因相联系,从而实现更精确的诊断和量身定制的应对措施。

关于车辆安全以及噪音、振动和粗糙度(NVH)的监管要求持续推动创新。对乘坐质量的更高标准的推动,尤其是在高端和自动驾驶车辆中的推动,已促使 OEM、一级供应商和测试设备制造商(如 MTS 系统 和 Kistler Group)之间更紧密的合作。这些合作正产生出新的测试协议和模拟环境,这些环境能够更高保真度地复制现实世界中的抖动场景。

  • 电动车的采用和平台多样化正在扩大抖动诊断的范围。
  • 传感器集成、AI 分析和 OTA 诊断正在设定新的行业基准。
  • OEM、供应商和测试合作伙伴之间的协作创新正在加速诊断的进步。

展望未来,随着先进驾驶辅助系统(ADAS)和电气化的普及,抖动诊断市场预计将持续增长,这将要求更复杂的工具和流程。2025 年及以后的行业展望表明,将继续投资于预测性维护、远程诊断以及与车辆管理系统的无缝集成,最终降低保修成本,提高用户体验。

市场规模与预测:到 2030 年的增长预测

抖动诊断是汽车工程中的一个专业领域,专注于检测和减轻影响乘坐质量和部件使用寿命的振动,正在经历强劲的市场增长。到 2025 年,先进抖动诊断解决方案的需求正受到电气化、日益严格的质量要求以及数字分析与车辆系统的集成的推动。这些趋势在电动车(EV)背景下尤为明显,因为静音动力系统使得抖动更为显著,因此更需要解决。

主要的原始设备制造商(OEM)和一级供应商正在投资于专门的抖动检测和减轻系统。例如,博世移动大陆汽车 已扩大其产品组合,包括能够进行实时抖动诊断的先进制动和动力传动监测解决方案。类似地,ZF 集团 正在利用传感器融合和机器学习来增强动力总成振动分析,这是传统和电气车辆抖动诊断的关键方面。

2025 年的行业数据显示,OEM 在整个欧洲、北美和东亚对抖动诊断平台的采用不断增长,尤其是对高端和性能细分市场的重视。根据 丰田汽车公司 的说法,将先进振动诊断集成到混合动力和电池电动汽车中已成为其质量保证和客户舒适战略的标准做法。

展望 2030 年,预计抖动诊断市场的年复合增长率(CAGR)将达到高个位数,这主要受到安全和噪音、振动和粗糙度(NVH)最小化的监管压力以及软件定义汽车普及的驱动。连接车辆架构的演变将使越来越多的预测性维护功能成为可能,例如 万孚国际 和 DENSO 正在开发车载分析,持续监测和诊断抖动事件,并向驾驶员和车队运营商提供可操作的数据。

  • 到 2030 年,抖动诊断预计将在大多数新车辆中成为标准,尤其是在装备了先进驾驶辅助系统(ADAS)的车辆中。
  • 基于云的分析和通过空气(OTA)更新将越来越支持实时抖动预测和减轻。
  • OEM 和技术供应商之间的合作预计将加速,进一步将抖动诊断嵌入更广泛的车辆健康监测生态系统。

总之,抖动诊断市场预计将在 2030 年之前实现显著扩张,这得益于快速的技术创新、监管动能和不断变化的消费者对乘坐舒适性和车辆可靠性的期望。

关键参与者及行业利益相关者(OEM、一级供应商、技术供应商)

汽车工程中的抖动诊断领域受到原始设备制造商(OEM)、一级供应商和专门技术提供者的共同努力所塑造。随着动力传动和制动抖动仍然是车辆舒适性和安全性的重要考虑,这些利益相关者在 2025 年及以后将增强对先进诊断解决方案的关注。

OEM 如宝马集团、丰田汽车公司 和福特汽车公司正将复杂的传感器阵列和实时诊断软件集成到其最新的车辆平台中。这些系统能够实现对制动和动力传动性能中振动和不规则性早期检测和分析,借助车载计算能力和云连接进行持续监测和预测性维护。

一级供应商在开发能够准确进行抖动诊断的硬件和软件中发挥着关键作用。ZF 弗里德里希港股份公司罗伯特·博世有限公司 等公司正在提供下一代制动和底盘控制模块,能够实现高分辨率的数据采集和边缘分析。这些模块直接与车辆电子架构接口,使抖动检测算法和标准化的通信协议得以无缝集成,以便汇报和减轻问题。

专门的技术供应商和测量专家在这一生态系统中也至关重要。例如,Kistler Group 提供高精度振动传感器和数据采集系统,这些系统广泛用于 OEM 和供应商的验证实验室。类似地,MTS 系统公司(现为 ITW 的一部分)开发了实验室测试设备,模拟真实世界的抖动现象,以进行组件和系统级分析,支持更快的开发周期和更强的产品验证。

  • 大陆汽车正在部署增强 AI 的诊断平台,利用车辆传感器数据为服务技术人员和最终用户提供可操作的见解,2025 年在欧洲和北美的试点项目进一步扩展。
  • DENSO 公司的汽车制造商合作将抖动检测功能嵌入先进驾驶辅助系统(ADAS)中,以确保更顺畅的操作和改善驾驶员舒适性。

展望未来,车辆电气化、连接性和自主性的融合预计将推动 OEM、一级供应商和技术创新者之间更紧密的合作。实时、数据驱动的抖动诊断将越来越成为确保乘坐质量和系统可靠性的核心,行业领导者优先考虑可扩展的解决方案和下一代车辆的跨行业标准。

核心技术:抖动检测中的传感器、人工智能和数据分析

抖动诊断在汽车工程中的迅速发展主要是由核心技术的重大进步驱动,特别是在传感器、人工智能(AI)和数据分析领域。到 2025 年及之后,汽车制造商和供应商正在整合这些技术,以提高抖动检测和减轻系统的准确性、速度和可靠性。

现代车辆越来越配备一系列高级传感器——如加速度计、陀螺仪和扭矩传感器——能够捕捉高频振动和轻微的旋转不规则性,这些都是抖动事件的指示。OEM 如 博世移动大陆汽车 正在积极开发和部署传感器模块,为车辆控制系统提供实时数据流。此外,制动系统专家如 布瑞博 正在将智能传感器集成到制动组件中,以实现对盘片和摩擦材料交互的连续监控,这对早期抖动检测至关重要。

人工智能和机器学习算法正在改变对抖动数据的解释方式。通过利用在车辆运行期间收集的大量数据集,这些算法能够区分正常操作振动和抖动的症状,即使在不同的道路和环境条件下。例如,ZF 集团 正在将机器学习平台整合到其底盘控制单元中,以实现预测性诊断和自适应系统响应,尽量减少驾驶员感觉到的抖动。这些 AI 驱动的解决方案也被设计为随着时间的推移而学习,在每个驾驶周期中精炼其检测能力。

数据分析平台在整合传感器输出和 AI 预测成可操作的诊断方面发挥了至关重要的作用。通过云端的分析,像梅赛德斯-奔驰这样实施连接车辆服务的公司,可以实现车队范围内的监控和远程诊断。这支持预测性维护策略,因为可以在大数据集和不同车型中识别出抖动模式的趋势和异常。

展望未来,车辆到云的连接和边缘计算的整合预计将进一步加速抖动诊断。业内联盟如 CLEPA 正在促进就抖动数据格式和诊断协议的标准化进行合作,确保各供应商和 OEM 之间的互操作性。随着汽车行业向电气化和自主驾驶迈进,抖动检测的精确性和速度——正是这些核心技术所赋能的——将对安全和驾驶舒适性至关重要。

与下一代车辆平台的整合(电动车、自动驾驶、联网汽车)

在 2025 年,抖动诊断的整合已成为下一代车辆平台(包括电动车(EV)、自动驾驶车辆和联网汽车)的焦点。随着车辆架构的发展,抖动现象的性质和检测,特别是在制动和动力传动系统中,需要针对新兴技术量身定制的先进诊断方法。

电动车由于其独特的驱动系统和再生制动展现出不同于传统内燃机(ICE)车辆的抖动特性。例如,电动车缺失引擎振动以及其独特的扭矩输送可能使抖动对乘员更为显著,这促使特斯拉和福特等公司调整诊断软件,以区分正常操作与异常抖动事件。特斯拉的在线 (OTA) 诊断现在利用实时传感器数据分析振动特征,从而允许远程识别和软件级减轻抖动问题——这一能力在行业中越来越普遍。

在自动驾驶车辆领域,抖动诊断在安全性和乘坐舒适性方面发挥着关键作用。来自 丰田汽车公司 和梅赛德斯-奔驰集团的自动驾驶系统不断监控底盘和制动子系统。传感器融合算法处理来自加速度计、车轮速度传感器和电子稳定控制单元的数据,以检测抖动事件,这可能触发实时系统重新校准或维护警报。向软件定义车辆的持续转变使得更细致的故障检测成为可能,使得自动驾驶平台能够主动解决机械异常,以免影响性能或乘员体验。

联网汽车生态系统通过车辆到云的通信进一步增强了抖动诊断。例如,罗伯特·博世有限公司 正在部署基于云的诊断平台,聚合整个车队的现场数据。这种方法通过识别与特定组件、环境条件或驾驶行为相关的抖动发生模式,促进了预测性维护。因此,车队运营商能够安排针对性的干预,以减少停机时间并改善运营效率。

展望未来,机器学习、OTA 更新和高保真传感器套件的融合预计将彻底改变抖动诊断。随着数据共享和互操作性标准的成熟——由如 国际标准化组织(ISO) 等组织推动——OEM 和供应商之间的协作诊断将变得更加普遍。在接下来的几年中,抖动诊断可能会从被动故障检测转变为主动、自适应系统,嵌入到下一代车辆的数字基础架构中。

监管环境和行业标准(SAE、ISO 等)

汽车工程中抖动诊断的监管环境和行业标准正在迅速演变,因为车辆架构正变得越来越电气化和自动化。抖动——被视为低频振动,通常出现在制动或动力传动系统中——会妨碍舒适性、安全性和产品质量。要处理抖动,需要统一的诊断协议,而这些协议受主要行业机构和法规的影响。

SAE 国际在制定和更新与抖动诊断相关的标准方面扮演着重要角色。例如,SAE J2521 概述了对盘式制动系统(包括与抖动相关的系统)进行噪声和振动测试的程序。到 2025 年,SAE 内部的工作组正在审查更新,以纳入来自最近电动车(EV)平台的发现,这些平台由于再生制动和轻量化结构而经历独特的抖动特性。

同样,国际标准化组织(ISO)的标准也具有基础性意义。ISO 26867 规定了制动抖动测量的统一程序,目前正在积极审查,以应对适用于电动车和自动驾驶车辆诊断的新传感器技术和数字分析方法。将先进的遥测和机器学习纳入这些标准是即将修订周期的重点,预计将于 2025 年底发布。

OEM 和供应商正在使内部诊断程序与这些国际标准保持一致。例如,大陆汽车和 博世移动 公布了其制动系统测试实验室的合规性扩展计划,确保所有新产品均根据不断发展中的 SAE 和 ISO 规范进行验证。这些努力响应了来自欧盟和亚洲的监管机构所预计的更严格的同类认证要求,后者对新车注册在振动和噪声限制上的执行正变得更加严格。

在北美,国家公路交通安全管理局(NHTSA)正在监测抖动相关投诉的影响,特别是在 ADAS 和自动制动系统普及的情况下。尽管截至 2025 年初尚无特定的抖动专门法规待通过,NHTSA 与 SAE 和 OEM 技术委员会的接触表明,针对标准化抖动诊断的关注正日益增加,将其视为安全合规和召回调查的先决条件。

展望未来,全球标准的趋同是可以期待的,推动此现象的是 SAE、ISO 和地区机构之间的合作倡议。数字双胞胎和基于云的诊断平台的采用可能会加速,监管框架将适应以承认这些工具作为官方合规验证的手段,预计到 2027 年达到这一点。这一趋势将支持汽车行业内抖动诊断更快速、一致和透明的发展。

连接性和传感器技术的快速进步正在改变汽车工程中的抖动诊断,推动该行业朝着预测性维护和实时故障检测的方向发展。在 2025 年及之后,主要汽车 OEM 和供应商正在整合先进的诊断系统,利用数据分析和边缘计算来识别和减轻抖动——一种通常通过方向盘或制动踏板感受到的振荡振动——以防止其对车辆性能或安全产生影响。

领先的制造商将高分辨率加速度计和车轮速度传感器作为标准配置嵌入到车辆平台中,使得对扭转振动和制动扭矩不规则性的细致监控成为可能。例如,罗伯特·博世有限公司 已扩展其电子稳定性和制动控制系统,以集成抖动监控算法,为驾驶员和服务平台提供实时反馈。

在商业车队方面,ZF 弗里德里希港股份公司 正在部署云连接的远程信息处理解决方案,汇总大型车辆群体中的振动和制动事件数据。这使得能够通过识别因部件磨损、转子厚度变化或摩擦材料降解而导致的抖动早期迹象,来安排预测性维护调度。2024 年,ZF 宣布与 OEM 建立新伙伴关系,试点 AI 驱动的诊断模型,标记与抖动相关的异常以进行远程检查,旨在在接下来的几年中减少计划外停机并改善安全结果。

此外,向电气化的转型正在推动新的诊断策略。电动车(EV)因再生制动和不同的扭矩传输特性而面临独特的抖动挑战。大陆汽车 已开发并正在试点嵌入式软件,该软件实时调整其电动车的诊断参数,利用机器学习区分良性事件与导致抖动的早期磨损或不平衡的迹象。

展望未来,行业预计广泛采用无线(OTA)诊断和软件更新,允许在部署后不断提高抖动检测算法的性能。来自特斯拉等 OEM 的倡议表明,OTA 平台如何将新的诊断能力传递给在用车辆,优化性能和维护结果,而无需物理干预。

总之,从 2025 年开始,抖动诊断将以实时数据采集、云分析和自适应软件为特征——为预测性、主动的车辆维护铺平道路。

区域分析:北美、欧洲、亚太地区及其他地区

汽车工程中的抖动诊断——集中于制动和动力传动系统中振动和不规则性的检测和分析——已经成为一个关键领域,推动这一领域发展的原因有电气化动力总成、先进驾驶辅助系统(ADAS)和消费者对精细车辆动态的需求。到 2025 年为止,北美、欧洲、亚太地区及其他地区的区域趋势反映出不同的监管环境、行业优先事项和技术采纳程度。

  • 北美: 该地区在整合先进的抖动诊断方面处于前沿,特别是在应对严格的安全标准和客户对乘坐质量的期望方面。领先的汽车制造商和供应商,如福特汽车公司和通用汽车,正在部署复杂的车载传感器和分析,以监控制动和动力传动性能,包括抖动事件的检测和修正。电动车(EV)的广泛采用也推动了对新诊断算法的需求,因为再生制动系统带来了独特的振动模式。与 TE Connectivity 等技术提供商的合作进一步增强了北美的能力。
  • 欧洲: 欧洲制造商,如 大众集团博世移动,正通过与车辆电子控制单元(ECU)和集中数据平台的整合来推进抖动诊断。对车辆安全和环境性能的监管关注,体现了欧盟正在不断发展的车型批准指令,促使实时诊断系统的部署。此外,朝向自动驾驶和先进 ADAS 的推动促进了 OEM 和一级供应商之间的合作,以利用机器学习和基于云的分析进行预测性抖动检测。
  • 亚太地区: 该地区由日本、韩国和中国的创新领导,正经历抖动诊断的快速增长。诸如 丰田汽车公司现代汽车公司 正在开发专有的诊断工具,以确保刹车和动力传动系统的质量,特别是在紧凑型电动车和混合动力车中。亚太地区的供应商还通过提供具有成本效益的传感器模块和诊断软件(如 DENSO 公司的情况)在全球供应链中扩大其存在。中国为了改善车辆安全的监管计划加速了生产中内联诊断的采用。
  • 其他地区: 尽管在主要汽车中心以外的地区,抖动诊断的采用仍处于起步阶段,但仍有显著进展。拉丁美洲和中东的汽车制造商越来越多地从全球领导者那里采购诊断组件,以满足出口标准。与大陆汽车等跨国供应商的合作有助于技术转移和地方能力建设。随着车辆车队的现代化,对抖动诊断的需求预计将在新的经济中稳定增长,特别是在优先考虑车辆安全和出口竞争力的国家。

展望未来,抖动诊断将在全球范围内继续发展,受到电气化、监管压力和 AI 驱动分析整合的影响,各地区在部署速度和技术复杂性上存在差异。

挑战和障碍:技术、经济和采纳障碍

在 2025 年,汽车工程中的抖动诊断面临着技术、经济和采纳挑战的复杂局面。随着车辆架构越来越电气化并集成先进驾驶辅助系统(ADAS),对抖动的检测和减轻——通常始于制动或动力传动部件的振动——需要更复杂的诊断技术并与车辆电子设备相结合。

从技术角度看,传统的抖动诊断主要依赖主观的驾驶员反馈和基本的振动传感器。然而,现代车辆要求更高的精度。在生产车辆中实施先进的传感器和高频加速度计仍然面临挑战,因为需要解决传感器成本、校准稳定性及其与现有控制单元的集成问题。例如,大陆汽车已报告,尽管乘坐质量的传感器融合正在进步,但区分抖动与其他瞬态振动(例如来自路面不规则性或电动车的再生制动)仍然是车载诊断的一大挑战。

经济障碍同样显著。集成稳健的抖动诊断需要在硬件和软件上的投资——OE M 必须在紧张的车辆开发预算中合理化这些成本。此外,为了追求更轻便和更具成本效益的组件,往往会加剧抖动现象,形成一个反馈循环,要求进一步增加诊断投资。根据 博世移动 的说法,平衡成本压力与对更高质量乘坐体验的需求,导致先进诊断的选择性采纳,主要集中在高端车型或商业车队中,这些车型在停机时间和保修费用方面是关键关注点。

在组织和标准化方面,采纳也面临障碍。尽管像 SAE 国际和 国际标准化组织(ISO) 这样的组织已制定了振动测量和报告的指南,但仍然没有一个涵盖多种车辆类型和使用场景的公认行业标准。这一缺乏的协调使得供应商与 OEM 之间的合作变得复杂,并可能延迟统一诊断解决方案的广泛部署。

展望未来,向电动车的转型和日益增加的数字化在带来挑战的同时也带来了机遇。正如 ZF 集团 所概述,软件定义车辆提供了进行无线更新和远程诊断的潜力,但确保网络安全、数据隐私及实时处理能力以进行抖动检测,将需要整个行业的共同努力,至少持续到本十年末。

未来展望:创新路线图和2025-2030年的战略建议

从 2025 年到 2030 年,抖动诊断在汽车工程中的未来将经历重大的演变,推进因素包括传感器技术的进步、实时数据分析的增强,以及电气化动力传动的更广泛采用。抖动,特征为在制动或加速时的振动,仍然是一个关键质量和安全问题,尤其是在动力传动和底盘架构日益多样化的背景下。

汽车 OEM 和一级供应商越来越多地投资于集成的诊断平台,这些平台结合嵌入式传感器阵列和机器学习算法。这些系统能够及早检测抖动事件并进行精确的根本原因分析,利用直接来自生产车辆的高频加速度计和扭矩传感器数据。例如,罗伯特·博世有限公司ZF 弗里德里希港股份公司 正在积极部署先进的制动和动力传动诊断模块,支持无线(OTA)更新,使抖动检测和减轻策略在车辆整个生命周期中不断改进成为可能。

到 2025 年,车辆到云的连接集成预计将使抖动现象的车队范围监控成为可能,为 OEM 提供匿名的、汇总的数据,以改进组件设计和预测性维护时间表。雷诺集团丰田汽车公司 已概述利用连接诊断策略,不仅针对抖动,还关注更广泛的可驾驶性和耐用性问题,表明向整体数据驱动的车辆健康管理的转变。

从监管的角度看,向电气化和先进驾驶辅助系统(ADAS)的转变预计将收紧对乘坐质量和振动控制的要求。行业组织如 SAE 国际正在修订制动噪声和振动测试的标准,促使制造商采用更稳健的车载抖动诊断解决方案。

在战略上,汽车制造商和供应商应:

  • 加速研发能够实时区分抖动与其他 NVH(噪声、振动和粗糙度)事件的 AI 驱动、自适应诊断算法。
  • 扩大跨行业合作,标准化数据格式,从而实现品牌间的互操作性和基准测试。
  • 投资于工程团队的培训和技能提升,以解读复杂的抖动诊断输出,确保对突发现场问题的快速响应。

展望未来,连接车辆技术、人工智能和更严格质量标准的融合使得抖动诊断成为在下一代汽车中追求卓越乘坐质量和客户满意度的核心支柱。

来源与参考

Revolutionizing Auto Diagnostics: The Future Unveiled

Viktor Fenix

维克托·菲尼克斯(Viktor Fenix)是新技术领域的专家,拥有著名的费城大学信息技术硕士学位。他将丰富的经验带入他的写作中,曾在知名技术公司IBM数字部门担任高级研究分析师。十多年来,他利用自己的技术专长参与创新解决方案的创建,应对复杂的技术挑战,现在他通过细致入微且信息丰富的文章分享自己的知识深度。菲尼克斯已经在领先的精准期刊中发表了众多同行评审的文章,并继续通过他的开创性的新兴技术探索来激励人们。维克托·菲尼克斯的勤奋追求技术进步帮助读者不仅理解我们快速发展的数字景观,而且还能以自信和战略洞察力来导航它。

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